CN110688703B - 施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统 - Google Patents

施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，所述塔式起重机包括塔基、移动小车、塔身和塔臂，该施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统包括：坍塌确认装置，用于确认存在坍塌危险；吊装物送达装置，用于将吊装物送达到抛物区的上方；吊装物抛离装置，用于将吊装物抛弃到抛物区中。

Description

施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统
技术领域
本发明涉及施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统。
背景技术
施工现场塔式起重机偶有坍塌事故发生，一旦发生坍塌事故就会造成较大的财产损失或人员伤亡，在施工现场塔式起重机发生坍塌时进行应急处置是非常重要的，但目前对这方面的关注还远远不够。
发明内容
本发明鉴于以上情况，提出了一种施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，用于缓解或消除现有技术中存在的一项或更多的缺点，至少提供一种有益的选择。
为实现以上目的，本发明的一个方面公开了施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，所述施工现场塔式起重机包括塔基、移动小车、塔身和塔臂，其特征在于，该坍塌应急处置系统包括：坍塌确认装置，用于确认存在坍塌危险；吊装物送达装置，用于将吊装物送达到抛物区的上方；吊装物抛离装置，用于将吊装物抛弃到抛物区中。
根据一种实施方式，所述施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统还包括抛物区确定装置，用来确定所述抛物区。
根据一种实施方式，所述抛物区确定装置在有预定抛物区并且判断出能够在预定时间到达该预定抛物区的情况下，将该预定抛物区设置为抛物区。
根据一种实施方式，在所述塔臂的端部安装GNSS监测站，该GNSS监测站接收导航卫星播发的GNSS多普勒观测值信号，求解获得该GNSS监测站自身的瞬时三维速度，并进行去噪滤波平滑处理，获得平滑结果作为所述塔臂的端部的瞬时三维晃动速度，包括瞬时垂向晃动速度，基于所述瞬时垂向晃动速度，计算所述塔臂的端部的实时垂向倾斜变动量，在所述实时垂向倾斜变动量超出预定值时，确认存在坍塌危险。
根据一种实施方式，所述实时垂向倾斜变动量如下计算：
Figure BDA0002224754090000021
其中，
Figure BDA0002224754090000022
为所述塔臂的首端的n个历元的实时垂向倾斜变动量，
Figure BDA0002224754090000025
为所述塔臂的首端的第i个历元的瞬时垂向晃动速度，ΔTi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样间隔，
Figure BDA0002224754090000024
fi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样率，fi＝1Hz～50Hz。
根据一种实施方式，所述预定值可以如下的计算：
Figure BDA0002224754090000031
其中，
Figure BDA0002224754090000032
为所述预定值，LB为所述塔臂的长度，K为所述施工现场塔式起重机的垂直度系数，
Figure BDA0002224754090000033
根据一种实施方式，所述坍塌应急处置系统还包括抛物区确定装置，用来确定所述抛物区，所述抛物区确定装置如下地确定抛物区：如果
Figure BDA0002224754090000034
将预定抛物区设置为所述抛物区，如果
Figure BDA0002224754090000035
将塔身周围的无人区确定为所述抛物区。
依据本发明的技术方案，在发生施工现场塔式起重机坍塌危险时，通过抛弃吊装物，可以在某些时候避免塔身的坍塌或者在一定程度上减缓塔身的坍塌，从而可以避免人员伤亡，或者为避险提供一定时间。
附图说明
结合附图，可以更好地理解本发明。但是附图仅仅是示例性的，不是对本发明的保护范围的限制。
图1示出了可使用本发明的系统的一种实施方式施工现场塔式起重机的示意图；
图2示出了依据本发明一种实施方式的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统的示意性方框图。
图3示出了依据本发明另一种实施方式的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统的示意性方框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步详述，这些实施例是示例性的，用于使本领域技术人员更容易理解本发明，不构成对本发明所要求的保护的限制。
本发明的发明人经过研究发现，施工现场塔式起重机的坍塌不是瞬时完成的。在大多数的情况下，施工现场塔式起重机都是在吊有重物的时候坍塌。在一段时间内，如果能够及时地丢弃所吊的重物，则塔身可以不必坍塌，这对于驾驶人员(驾驶室基本都设置在塔身上)的安全具有重要的意义。
图1示出了可使用本发明的系统的一种实施方式施工现场塔式起重机的示意图。
如图1所示，可以应用本发明的一种实施方式的施工现场塔式起重机包括塔基11、塔身12、塔臂13、吊装移动小车14、吊绳15、吊钩部件16。吊装移动小车14也可简称移动小车，可以在塔臂上移动，其具有吊绳容纳装置、定滑轮和吊绳驱动马达。
图2示出了依据本发明一种实施方式的施工现场塔式起重机(可简称为塔机)坍塌应急处置系统的示意性方框图。如图2所示，依据本发明的一种实施方式的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统包括坍塌确认装置21、吊装物送达装置22、吊装物抛离装置23。
坍塌确认装置21用于确认存在坍塌危险。可以利用现有的或以后知悉的各种方法和装置来实现坍塌确认装置21。
根据一种实施方式，在塔臂的端部上安装GNSS监测站，该GNSS监测站接收导航卫星播发的GNSS多普勒观测值信号，求解获得该GNSS监测站自身的瞬时三维速度，并进行去噪滤波平滑处理，获得平滑结果作为所述塔臂的首端的瞬时三维晃动速度，包括瞬时垂向晃动速度，基于该瞬时垂向晃动速度，计算实时垂向倾斜变动量，在所述实时垂向倾斜变动量超出预定值时，确认存在坍塌危险。由于根据本发明的构思，在发生坍塌危险时，会抛弃吊装物，会造成损失，因而对该预定值给予从严的把握。
根据一种实施方式，所述实时垂向倾斜变动量可以如下的计算：
Figure BDA0002224754090000051
其中，
Figure BDA0002224754090000052
为所述塔臂的首端的n个历元的实时垂向倾斜变动量，
Figure BDA0002224754090000053
为所述塔臂的首端的第i个历元的瞬时垂向晃动速度，ΔTi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样间隔，
Figure BDA0002224754090000054
fi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样率，由所述GNSS监测站的性能决定，fi＝1Hz～50Hz。
根据一种实施方式，所述预定值可以如下的计算：
Figure BDA0002224754090000055
其中，
Figure BDA0002224754090000061
为所述预定值，LB为所述塔臂的长度，K为所述塔式起重机的垂直度系数，
Figure BDA0002224754090000062
根据本实施方式，采样率可随速度变化的情况而变化，可以更好更准确地反应实时垂向倾斜变动量。
吊装物送达装置22用于将吊装物送达到抛物区的上方。可以在施工现场塔式起重机的工作区事先确定预定位置为抛物区，该抛物区可以为空旷区域，禁止人员进入，也不留存贵重物质。吊装物送达装置22根据吊臂和小车的当前位置以及抛物区的位置，将吊装物送到抛物区的上方。可以驱动塔臂快速转动和/或移动小车快速滑动来完成这项工作。
吊装物抛离装置23用于将吊装物抛弃到抛物区中。根据一种实施方式，直接弄断吊绳。根据一种实施方式，可以采用切断或切断的方法，根据另一种实施方式，可以采用近距离激光熔断技术。根据一种实施方式，在吊钩的上方的吊绳安装有动滑轮的情况下，可以使吊钩从动滑轮上分离脱落，从而实现对吊装物的抛弃。
图3示出了依据本发明另一种实施方式的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统的示意性方框图。如图3所示，该坍塌应急处置系统还包括抛物区确定装置24，其用来确定抛物区。
抛物区确定装置24用来确定抛物区。在有预定抛物区并且判断出能够在预定时间到达该预定抛物区的情况下，将该预定抛物区设置为抛物区。
根据一种实施方式，其如下地确定抛物区：
如果
Figure BDA0002224754090000071
将预定抛物区设置为所述抛物区；
如果
Figure BDA0002224754090000072
采用雷达扫描和识别的方法在塔身周围确定无人区，将无人区设置为抛物区。
根据一种实施方式，在没有预定抛物区，或者判断塔吊区无法快速到达预定抛物区的情况下，需要确定抛物区。根据一种实施方式，抛物区确定装置24如下地确定抛物区：其扫描吊装物下方区域，确定无人区，将可以最快到达的无人区设置为抛物区。可以采用雷达扫描和识别的方法来确定无人区。可以采用照相和人体识别的方法来确定无人区。
本发明的上述详细的描述仅仅给本领域技术人员更进一步的相信内容，以用于实施本发明的优选方面，并且不会对本发明的范围进行限制。仅有权利要求用于确定本发明的保护范围。因此，在前述详细描述中的特征和步骤的结合不是必要的用于在最宽广的范围内实施本发明，并且可替换地仅对本发明的特别详细描述的代表性实施例给出教导。此外，为了获得本发明的附加有用实施例，在说明书中给出教导的各种不同的特征可通过多种方式结合，然而这些方式没有特别地被例举出来。

Claims (4)

1.一种施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，所述塔式起重机包括塔基、移动小车、塔身和塔臂，其特征在于，所述施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统包括：
坍塌确认装置，用于确认存在坍塌危险；
吊装物送达装置，用于将吊装物送达到抛物区的上方；
吊装物抛离装置，用于将吊装物抛弃到抛物区中，以及
抛物区确定装置，用来确定所述抛物区，
其中，在所述塔臂的端部安装GNSS监测站，该GNSS监测站接收导航卫星播发的GNSS多普勒观测值信号，求解获得该GNSS监测站自身的瞬时三维速度，并进行去噪滤波平滑处理，获得平滑结果作为所述塔臂的端部的瞬时三维晃动速度，包括瞬时垂向晃动速度，基于所述瞬时垂向晃动速度，计算所述塔臂的端部的实时垂向倾斜变动量，在所述实时垂向倾斜变动量超出预定值时，确认存在坍塌危险，
其中，所述抛物区确定装置如下地确定抛物区：如果
Figure FDA0003890285250000011
将预定抛物区设置为所述抛物区，
如果
Figure FDA0003890285250000012
将塔身周围的无人区确定为所述抛物区，
其中，
Figure FDA0003890285250000013
为所述塔臂的首端的第i个历元的瞬时垂向晃动速度，
Figure FDA0003890285250000014
为所述塔臂的首端的第i+1个历元的瞬时垂向晃动速度。
2.根据权利要求1所述的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，其特征在于，所述实时垂向倾斜变动量如下的计算：
Figure FDA0003890285250000021
其中，
Figure FDA0003890285250000022
为所述塔臂的首端的n个历元的实时垂向倾斜变动量，
Figure FDA0003890285250000023
为所述塔臂的首端的第i个历元的瞬时垂向晃动速度，ΔTi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样间隔，
Figure FDA0003890285250000024
fi为所述GNSS监测站的第i个历元的数据采样率，fi＝1Hz～50Hz。
3.根据权利要求1所述的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，其特征在于，所述预定值可以如下的计算：
Figure FDA0003890285250000025
其中，
Figure FDA0003890285250000026
为所述预定值，LB为所述塔臂的长度，K为所述施工现场塔式起重机的垂直度系数，
Figure FDA0003890285250000027
4.根据权利要求1所述的施工现场塔式起重机坍塌应急处置系统，其特征在于，所述吊装物抛离装置采用近距离激光熔断技术直接弄断吊绳。
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